JP2017058042A - Heat exchange type ventilation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1つの本体で熱交換換気と普通換気を行うことが可能な熱交換型換気装置に関する。 The present invention relates to a heat exchange type ventilation apparatus capable of performing heat exchange ventilation and normal ventilation with a single main body.
従来、この種の熱交換型換気装置は、図4の概略図に示すように本体101に室外の空気を室内に給気する給気風路102と、室内の空気を室外に排気する第一排気風路103と、室内の空気を室外に排気する第二排気風路104と、第一排気風路103と第二排気風路104とを切り替えるダンパ105と、給気風路102と第一排気風路103との間で熱交換を行う熱交換素子106と、給気風路102を通る給気流を発生させる給気ファン107と、第一排気風路103及び/又は第二排気風路104を通る排気流を発生させる排気ファン108と、室内温湿度を検知する室内温湿度センサー109と、室外温湿度を検知する室外温湿度センサー110を備えた熱交換型換気装置が知られている。
Conventionally, as shown in the schematic diagram of FIG. 4, this type of heat exchange type ventilator has a
前記従来の熱交換型換気装置は、室内温湿度センサー109および室外温湿度センサー110にて検出される温湿度より、使用者に不快感を与えない排気風路へ切り替えるようダンパ105を制御するとしている。(例えば、特許文献1参照)。
The conventional heat exchange ventilator controls the
このような従来の熱交換型換気装置は、排気流によりダンパ105を駆動するステッピングモータのトルクが不足して排気風路が正常に切り替わらなくならないよう、ダンパ105切り替え時は排気ファン108の運転を停止していたが、建築基準法による24h換気を考慮して給気ファン107の運転は継続していた。
In such a conventional heat exchange type ventilator, the
しかし、給気風路102内で熱交換素子106の上流側に給気風路102を通過する空気の塵埃を除去するフィルタを設置した場合、フィルタが塵埃により目詰まりした際、給気風路102の吸込み口が塞がり給気ファン107により給気風路102が負圧となる。
However, when a filter that removes dust from the air passing through the
上記の状況にて、ダンパ105切り替え時に排気ファン108のみを停止した場合、以下の問題が発生する。すなわち、熱交換素子106はその構造上、の第一排気風路103と給気風路102の間に内部リーク(空気の漏れ)が存在する。このため、フィルタが目詰まりした場合には第一排気風路103の吸込み口から熱交換素子106を介して給気風路102の排気口に向かって意図しない気流が発生する。
In the above situation, when only the
これにより、第二排気風路104から第一排気風路103への切り替え時には気流によってダンパ105を駆動するステッピングモータのトルクが不足して風路が正常に切り替わらないという問題が発生する。または第一排気風路103から第一排気風路104への切り替え時には、ダンパ105が気流によって引っ張られてステッピングモータの軸にストレスが発生するという課題があった。
As a result, when switching from the second
本発明は、前記の問題を解決し、給気風路のフィルタが目詰まりした時でも信頼性が高く熱交換換気と普通換気の風路をダンパで切り替えることが可能な熱交換型換気装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a heat exchange type ventilator that solves the above-mentioned problems and that can switch between a heat exchange ventilator and a normal ventilator with a damper with high reliability even when a filter of a supply air duct is clogged. The purpose is to do.
そして、この目的を達成するために、本発明に係る熱交換型換気装置は、室外の空気を室内に給気する給気風路と、前記室内の空気を前記室外に排気する第一排気風路と、前記室内の空気を前記室外に排気する第二排気風路と、前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替えるダンパと、前記給気風路を通る給気流を発生させる給気流発生手段と、前記第一排気風路及び/又は前記第二排気風路を通る排気流を発生させる排気流発生手段と、前記給気流と前記第一排気風路を通る排気流との間で熱交換を行う熱交換素子を備えた熱交換型換気装置であって、前記給気風路内で前記熱交換素子の上流側にて前記給気風路を通過する空気の塵埃を除去するフィルタと、前記ダンパが前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替える前に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とを停止させる制御手段とを備えるものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, a heat exchange type ventilator according to the present invention includes an air supply air passage for supplying outdoor air into the room, and a first exhaust air passage for exhausting the indoor air to the outside. A second exhaust air passage that exhausts the indoor air to the outside, a damper that switches between the first exhaust air passage and the second exhaust air passage, and a supply air that generates a supply air flow that passes through the air supply air passage. Between the air flow generation means, the exhaust flow generation means for generating an exhaust flow passing through the first exhaust air passage and / or the second exhaust air passage, and the exhaust air flow passing through the supply air flow and the first exhaust air passage A heat exchange type ventilator including a heat exchange element for exchanging heat in the filter, the filter removing dust in the air passing through the supply air path upstream of the heat exchange element in the supply air path; Before the damper switches between the first exhaust air passage and the second exhaust air passage. It is intended and a control means for stopping the supply airflow generating means and the exhaust flow generating means, thereby is to achieve the intended purpose.
本発明によれば、給気風路のフィルタが目詰まり時でも信頼性が高く熱交換換気と普通換気の風路をダンパで切り替えることが可能な熱交換型換気装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when the filter of a supply air path is clogged, the heat exchange type | mold ventilation apparatus which can switch the air path of heat exchange ventilation and normal ventilation with a damper highly reliable can be provided.
本発明に係る熱交換型換気装置は、室外の空気を室内に給気する給気風路と、前記室内の空気を前記室外に排気する第一排気風路と、前記室内の空気を前記室外に排気する第二排気風路と、前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替えるダンパと、前記給気風路を通る給気流を発生させる給気流発生手段と、前記第一排気風路及び/又は前記第二排気風路を通る排気流を発生させる排気流発生手段と、前記給気流と前記第一排気風路を通る排気流との間で熱交換を行う熱交換素子を備えた熱交換型換気装置であって、前記給気風路内で前記熱交換素子の上流側にて前記給気風路を通過する空気の塵埃を除去するフィルタと、前記ダンパが前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替える前に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とを停止させる制御手段とを備えたものである。 The heat exchange type ventilator according to the present invention includes an air supply passage for supplying outdoor air into the room, a first exhaust air passage for exhausting the indoor air to the outside, and the indoor air to the outside. A second exhaust air passage for exhausting, a damper for switching between the first exhaust air passage and the second exhaust air passage, a supply air flow generating means for generating a supply air flow passing through the supply air passage, and the first exhaust air An exhaust flow generating means for generating an exhaust flow passing through the passage and / or the second exhaust air passage, and a heat exchange element for exchanging heat between the supply air flow and the exhaust flow passing through the first exhaust air passage. A heat exchange type ventilator, wherein the filter removes dust from the air passing through the supply air path upstream of the heat exchange element in the supply air path, and the damper includes the first exhaust air path. And the air flow generating means and the exhaust flow generating means It is obtained by a control means for stopping and.
これにより、フィルタが塵埃により目詰まりの際に、熱交換素子の内部リークにより第一排気風路から給気風路に向けて給気流が発生した場合でも、ダンパ切り替え時に給気流による負荷がダンパにかからないため、信頼性が高く熱交換換気と普通換気の風路をダンパで切り替えることができる。 As a result, when the filter is clogged with dust, even if a supply air flow is generated from the first exhaust air passage toward the supply air passage due to internal leakage of the heat exchange element, the load due to the supply air flow is changed to the damper when the damper is switched. Because it does not take, it is highly reliable and the air path between heat exchange ventilation and normal ventilation can be switched with a damper.
また、前記制御手段は、前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とを停止後、前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とが停止するために必要な停止時間経過後に前記ダンパを切り替えるようにしてもよい。 Further, the control means switches the damper after a stop time required for the supply air flow generation means and the exhaust flow generation means to stop after the supply air flow generation means and the exhaust flow generation means are stopped. You may do it.
これにより、前記給気流発生手段と前記排気流発生手段を停止後、確実に給気流が停止した後にダンパを切り替えることができる。よって給気流発生手段の惰性により発生する給気流がダンパに負荷を与えることを抑制することができる。 Thereby, after stopping the said air supply flow generation means and the said exhaust flow generation means, a damper can be switched after an air supply flow stops reliably. Therefore, it is possible to suppress the supply airflow generated by the inertia of the supply airflow generation means from applying a load to the damper.
また、前記ダンパは開閉扉を回動させるステッピングモータを備え、前記制御手段は、前記停止時間経過後、前記ステッピングモータに当該ステッピングモータを所定の角度回動させるために必要なステップ数の駆動命令を送信して前記ダンパを切り替え、その後に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段の運転を再開するようにしてもよい。 The damper includes a stepping motor for rotating the opening / closing door, and the control means drives the stepping motor with the number of steps necessary to rotate the stepping motor by a predetermined angle after the stop time has elapsed. May be transmitted to switch the damper, and then the operation of the supply air flow generation means and the exhaust flow generation means may be resumed.
これにより、ダンパ切り替えが確実に完了した後に、前記給気流発生手段と前記排気流発生手段の運転を再開することができる。つまり、ダンパ切り替え途中に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段の運転を再開してしまうことによる、ダンパへの負荷を抑制することができる。 Thereby, after damper switching is completed reliably, the operation | movement of the said air supply flow generation means and the said exhaust flow generation means can be restarted. That is, it is possible to suppress a load on the damper due to restarting the operation of the supply air flow generation unit and the exhaust flow generation unit during the damper switching.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are examples embodying the present invention, and do not limit the technical scope of the present invention. In addition, throughout the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and the second and subsequent descriptions are omitted. Furthermore, in each drawing, the description of the details of each part not directly related to the present invention is omitted.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る熱交換型換気装置1は、建物内の天井裏または、側面壁内もしくは床下に設置されるものであり、以下、床下に設置した場合について説明する。
(Embodiment 1)
The heat exchanging ventilator 1 according to Embodiment 1 of the present invention is installed behind a ceiling in a building, in a side wall, or under the floor. Hereinafter, a case where it is installed under the floor will be described.
図1に熱交換型換気装置1の構成を示す。熱交換型換気装置1は、直方体の形状をしており、一方の側面2(図1における左側)に室外の空気を吸込む室外吸込口3と室内の空気を室外に排出する室外排気口4とを有している。
FIG. 1 shows the configuration of the heat exchange type ventilator 1. The heat exchanging ventilator 1 has a rectangular parallelepiped shape, and has an
側面2の対向面には、室内の空気を吸込む室内排気口5と室内に空気を給気する室内給気口6とを有している。
The opposing surface of the side surface 2 has an
熱交換型換気装置1は、内部に室外吸込口3と室内給気口6とを連通する給気風路7と、室内排気口5と室外排気口4とを連通する排気風路8を備えている。なお、排気風路8は、第一排気風路14と第二排気風路15とから構成されるが、詳細は後述する。
The heat exchanging ventilator 1 includes an air
また熱交換型換気装置1は、給気風路7に給気流発生手段としてシロッコ型の給気ファン9と、排気風路8に排気流発生手段としてシロッコ型の排気ファン10を備えている。
The heat exchanging ventilator 1 is provided with a sirocco-type air supply fan 9 as a supply air flow generation means in the
給気ファン9は給気モータ11、排気ファン10は排気モータ12にそれぞれ連結されており、ファンの回転駆動によって風路内に気流の流れを生成する。
The air supply fan 9 is connected to an
給気風路7と排気風路8を構成する第一排気風路14とが交差する位置には、室内空気と室外空気の熱を交換する熱交換素子13が配置されている。
A
熱交換素子13は、室内からの排気熱を回収して室外からの給気空気に与える機能を有している。熱交換素子13内で交差する風路は互いに独立しているが、各風路は前面に給気風路を背面に排気風路を備えた複数枚の薄板を接着により重合させて構成している。つまり風路間の遮断を接着剤による接着で行っているため、2〜3%の内部リークすなわち空気の漏れが発生してしまう。
The
給気風路7内で熱交換素子13の上流側にて給気風路7を通過する空気の塵埃を除去するフィルタ16を備えている。図1では、本体の内部にフィルタ16を配置しているが、給気風路7内であれば、本体の外部のダクト内(図示しない)に配置しても良い。
A
排気風路8は、図2(a)に示す室内排気口5から熱交換素子13を介して室外排気口4に連通する前記第一排気風路14を備えている。また排気風路8は、さらに図2(b)に示す室内排気口5から熱交換素子13を介することなく、即ち熱交換処理をされることなく室外排気口4に連通する前記第二排気風路15を備えている。そして、排気風路8中には、第一排気風路14と第二排気風路15とを切り替えるためのダンパ17を備えている。
The exhaust air passage 8 includes the first
ダンパ17は、電動機18に連結しており、第一排気風路14と第二排気風路15を切替える。ここで電動機18は、DC電圧で駆動するステッピングモータなどが挙げられる。
ダンパ17は、電動機18を軸として回転駆動することにより、第一排気風路における熱交換素子13への入り口を遮蔽し、あるいは第二排気風路を遮蔽することで第一排気風路14と第二排気風路15とを切り替える。
The
The
また、熱交換型換気装置1は、図1に示すように制御手段19と、第一記憶手段20と、第二記憶手段21とを備えている。 Moreover, the heat exchange type ventilation apparatus 1 is provided with the control means 19, the 1st memory | storage means 20, and the 2nd memory | storage means 21 as shown in FIG.
制御手段19は、条件に応じて、給気モータ11と排気モータ12への通電の有無、及びダンパ17の位置を制御する。なお、制御条件については後述する。
The control means 19 controls the presence / absence of energization of the
第一記憶手段20は、給気モータ11と排気モータ12への通電停止後の時間カウントと比較するための閾値を記憶する。
The first storage means 20 stores a threshold value for comparison with the time count after the energization of the
制御手段19は、給気モータ11と排気モータ12への通電停止後から時間カウントを開始し、第一記憶手段20に記憶された閾値と比較し、一致した場合に給気ファン9及び排気ファン10が停止と判断する。例えば、給気ファン9及び排気ファン10の回転が完全に停止したと判断するまでの時間としては、ファンが高回転で回転中に停止した場合でも、十分に惰性による回転が停止するまでの時間として10秒程度が好ましい。また、給気モータ11と排気モータ12の性能に差が有る場合には、双方のモータが十分に停止できる時間を閾値とする。
The control means 19 starts time counting after the energization of the
第二記憶手段21は、電動機18であるステッピングモータにより第一排気風路14と第二排気風路15の切り替えを完了するまでのステップ数を記憶する。
The second storage means 21 stores the number of steps until the stepping motor that is the
制御手段19は、ステッピングモータへ駆動命令を送信開始からステップ数カウントを開始し、第二記憶手段21に記憶されたステップ数と比較し、一致した場合に第一排気風路14と第二排気風路15との切り替えが完了と判断する。例えば、第一排気風路と第二排気風路のダンパ角度が150°である場合、確実に閉まるよう10°の増し締めを含めて、160°動作すれば切り替えが完了したと判断できる。1ステップ数が0.706°のステッピングモータを使用した場合、ステップ数が227をカウントした場合に切り替えが完了したと判断する。
The control means 19 starts counting the number of steps from the start of transmitting the drive command to the stepping motor, compares it with the number of steps stored in the second storage means 21, and if they match, the first
次に制御手段19による給気モータ11と排気モータ12への通電の有無、およびダンパ17の切り替えについて、図3に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図3中のSはステップを意味する。
Next, whether or not the
まず最初に、熱交換型換気装置1の運転状態において、制御手段19は、排気風路が第一排気風路14と第二排気風路15のいずれが室内の空気が快適になるかを判断する。ここで出された判断と現状の排気風路が異なる場合、制御手段19は、排気風路の切替が必要と判断し、出された判断と現状の排気風路が一致する場合、排気風路の切り替えは不要と判断する(S01)。
First, in the operation state of the heat exchanging ventilator 1, the control means 19 determines which of the first
なお、室内の空気が快適になるかどうかは、例えば室内および室外の温湿度をセンサ(図示しない)で検知し、判断すると良い。制御手段19で判断した結果、排気風路の切り替えが不要であれば、排気風路の切り替えが必要であるかの判断を繰り返す(S01No→S01)。 Whether indoor air becomes comfortable may be determined by detecting the temperature and humidity in the room and outdoors with a sensor (not shown), for example. If switching of the exhaust air path is unnecessary as a result of the determination by the control means 19, the determination as to whether switching of the exhaust air path is necessary is repeated (S01 No → S01).
制御手段19で判断した結果、排気風路の切り替えが必要な場合、制御手段19は、給気モータ11及び排気モータ12への通電を停止する(S01Yes→S02)。
If it is determined by the control means 19 that the exhaust air path needs to be switched, the control means 19 stops energization of the
給気モータ11及び排気モータ12への通電停止後、給気ファン9および排気ファン10は、惰性により回転を継続しているため、制御手段19は、惰性による回転が完全に停止するまでの時間待機する(S03)。
After the energization of the
ファンの回転が完全に停止する時間待機した後は、制御手段19はダンパ17により、排気風路の切り替えを開始する(S03Yes→S04)。つまり、制御手段19から、ステッピングモータに対して駆動命令を送信し、ダンパ17を動作させる。
After waiting for the time that the rotation of the fan is completely stopped, the control means 19 starts switching the exhaust air path using the damper 17 (S03 Yes → S04). That is, a drive command is transmitted from the control means 19 to the stepping motor, and the
制御手段19は、ステッピングモータへの駆動命令開始後、ダンパ17が第一排気風路から第二排気風路あるいは第二排気風路から第一排気風路に切り替わるまでのステップ数の間、駆動命令の送信を継続し、ステップ数が終了時にダンパ17の切り替えを終了する(S05Yes→S06)。
The control means 19 is driven for the number of steps after the start of the drive command to the stepping motor until the
制御手段19は、ダンパの切り替えが終了後、一時的に停止していた給気モータ11及び排気モータ12への通電運転を再開する(S06)。
The control means 19 restarts the energization operation to the
これにより、フィルタが塵埃により目詰まりの際に、熱交換素子の内部リークにより第一排気風路から給気風路に向けて給気流が発生した場合でも、ダンパ切り替え時に給気流による負荷がダンパにかからないため、信頼性が高く熱交換換気と普通換気の風路をダンパで切り替えることができる。 As a result, when the filter is clogged with dust, even if a supply air flow is generated from the first exhaust air passage toward the supply air passage due to internal leakage of the heat exchange element, the load due to the supply air flow is changed to the damper when the damper is switched. Because it does not take, it is highly reliable and the air path between heat exchange ventilation and normal ventilation can be switched with a damper.
また、制御手段19は、給気ファン9と排気ファン10とが停止するために必要な停止時間経過後にダンパ17を切り替えている。
In addition, the control means 19 switches the
これにより、ファンを停止後、確実に給気流が停止した後にダンパ17を切り替えることができる。よってファンの惰性により発生する気流がダンパに負荷を与えることを抑制することができる。
Thereby, after the fan is stopped, the
また、ダンパ17を構成するステッピングモータに所定の角度回動させるために必要なステップ数の駆動命令を送信してダンパ17を切り替え、その後にファンの運転を再開している。
Further, a drive command of the number of steps necessary to rotate the predetermined angle to the stepping motor constituting the
これにより、ダンパ切り替えが確実に完了した後に、ファンの運転を再開している。つまり、ダンパ切り替え途中にファンの運転を再開してしまうことによる、ダンパ17への負荷を抑制することができる。
Thereby, the operation of the fan is resumed after the damper switching is completed. That is, it is possible to suppress a load on the
本発明にかかる換気装置は、1つの本体で熱交換換気と普通換気を行い、給気風路のフィルタが目詰まり時でも信頼性が高く熱交換換気と普通換気の風路をダンパで切り替えるものであり、一般住宅などに用いられる熱交換型の換気装置に有用である。 The ventilation device according to the present invention performs heat exchange ventilation and normal ventilation with one main body, and is highly reliable even when the filter of the supply air path is clogged, and switches between the air path of heat exchange ventilation and normal ventilation with a damper. Yes, it is useful for heat exchange type ventilation equipment used in ordinary houses.
1 熱交換型換気装置
2 側面
3 室外吸込口
4 室外排気口
5 室内排気口
6 室内給気口
7 給気風路
8 排気風路
9 給気ファン
10 排気ファン
11 給気モータ
12 排気モータ
13 熱交換素子
14 第一排気風路
15 第二排気風路
16 フィルタ
17 ダンパ
18 電動機
19 制御手段
20 第一記憶手段
21 第二記憶手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchange type ventilator 2
Claims (3)
前記室内の空気を前記室外に排気する第一排気風路と、
前記室内の空気を前記室外に排気する第二排気風路と、
前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替えるダンパと、
前記給気風路を通る給気流を発生させる給気流発生手段と、
前記第一排気風路及び/又は前記第二排気風路を通る排気流を発生させる排気流発生手段と、
前記給気流と前記第一排気風路を通る排気流との間で熱交換を行う熱交換素子を備えた熱交換型換気装置であって、
前記給気風路内で前記熱交換素子の上流側にて前記給気風路を通過する空気の塵埃を除去するフィルタと、
前記ダンパが前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替える前に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とを停止させる制御手段とを備えた熱交換型換気装置。 An air supply passage for supplying outdoor air into the room;
A first exhaust air passage for exhausting the indoor air to the outside;
A second exhaust air passage for exhausting the indoor air to the outside;
A damper for switching between the first exhaust air passage and the second exhaust air passage;
A supply air flow generating means for generating a supply air flow passing through the supply air flow path;
Exhaust flow generating means for generating an exhaust flow passing through the first exhaust air path and / or the second exhaust air path;
A heat exchange type ventilator comprising a heat exchange element for exchanging heat between the air supply flow and the exhaust flow passing through the first exhaust air passage,
A filter that removes dust from the air passing through the supply air path on the upstream side of the heat exchange element in the supply air path;
A heat exchange type ventilator comprising control means for stopping the supply air flow generation means and the exhaust flow generation means before the damper switches between the first exhaust air path and the second exhaust air path.
前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とを停止後、前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とが停止するために必要な停止時間経過後に前記ダンパを切り替える請求項1記載の熱交換型換気装置。 The control means includes
2. The heat exchange according to claim 1, wherein after stopping the supply air flow generation unit and the exhaust flow generation unit, the damper is switched after a stop time required for the supply air flow generation unit and the exhaust flow generation unit to stop. Type ventilator.
前記制御手段は、
前記停止時間経過後、
前記ステッピングモータに当該ステッピングモータを所定の角度回動させるために必要なステップ数の駆動命令を送信して前記ダンパを切り替え、その後に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段の運転を再開する請求項1記載の熱交換型換気装置。 The damper includes a stepping motor that rotates the door.
The control means includes
After the stop time has elapsed,
A drive command of the number of steps necessary to rotate the stepping motor by a predetermined angle is transmitted to the stepping motor to switch the damper, and then the operation of the supply air flow generation means and the exhaust flow generation means is resumed. The heat exchange type ventilator according to claim 1.
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- 2015-09-15 JP JP2015181299A patent/JP2017058042A/en active Pending
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